Proyecto de la Feria de Ciencias del Avión de Papel

Introducción

Probablemente haya escuchado zumbidos en lo alto y haya notado chorros de escape que cortan el cielo desde un gran avión. ¡Puede preguntarse a dónde va la gente! Otra cosa que quizás te pregunte es cómo esos aviones gigantes se mantienen en el aire. Normalmente, ni siquiera una pluma permanece suspendida en la atmósfera, cae al suelo. Hoy, investigarás los factores que ayudan a que los aviones se mantengan elevados y lleguen a su destino. Aunque no diseñaremos un avión real, usaremos los mismos conceptos para construir un avión de papel. Con una hoja de papel y unas tijeras, podrá probar qué diseños hacen que su avión vuele más lejos.

Materiales

• 3 piezas de papel de 8×11 ”
• tijeras
• Metro de madera
• Tabla de datos:

Pasos

1. Hoy fabricarás tres aviones para probar diferentes diseños. El primer avión que harás será un simple avión de dardos. Luego, agregaremos otras características que podrían hacer que los aviones vayan más rápido o más lento para los otros diseños. Comience sosteniendo una hoja de papel verticalmente.

2. Doble el papel por la mitad y luego vuelva a enderezarlo para que quede un pliegue en el medio.

3. A continuación, doble las puntas del papel hacia la línea. Debe tener una hoja de papel rectangular con un triángulo en la parte superior de las puntas dobladas del papel.

4. Ahora doble los dos bordes del papel hacia adentro para que tenga una forma de triángulo más larga en la parte superior.

5. Ahora dobla cada ala hacia abajo hasta la mitad. Ahora tienes un plano básico en forma de dardo.

6. Quédese quieto y mueva suavemente su avión. Use la varilla del medidor para registrar qué tan lejos viajó.

7. Ahora es el momento de mejorar el diseño de los dardos. Use tijeras si es necesario. Puede agregar spoilers, más alas, alas más delgadas o hacer un avión más pequeño cortando el papel. ¡Se creativo!

8. Repita el paso 6 para cada avión, asegurándose de lanzar cada avión con la misma fuerza.

Solución de problemas

Si tiene problemas para diseñar un avión mejor que el simple dardo, considere cómo se ven los aviones reales. Su forma es aerodinámica, lisa y puntiaguda en la parte delantera para eliminar la resistencia del aire. Trate de hacer su diseño lo suficientemente delgado para resistir la resistencia del aire, pero con alas lo suficientemente grandes para proporcionar sustentación. No se desanime, puede ser necesario un poco de prueba y error, ¡pero ese es el proceso científico!

Preguntas de discusión

¿Qué avión voló más lejos? ¿Qué características del diseño crees que fueron las responsables?

Cómo funciona

Aunque ha identificado algunos diseños geniales, es posible que todavía se pregunte acerca de la física que mantiene el avión en el aire. La respuesta a esto es la fuerza , que es empujar o tirar de un objeto. Cuatro fuerzas principales actúan sobre los aviones, sustentación, gravedad, empuje y resistencia del aire.

Efectivo

La sustentación es una fuerza que empuja hacia arriba desde debajo de las alas, sosteniendo el avión en alto. En un avión con forma aerodinámica, el aire se parte cuando pasa sobre las alas. El aire en la parte superior se mueve más rápido que el aire en la parte inferior, creando un área de baja presión de aire en la parte superior del ala. Como todo siempre quiere estar en equilibrio, el aire a mayor presión debajo del ala empuja hacia arriba, tratando de equilibrarse. Mientras hace esto, el avión también se empuja hacia arriba, proporcionando el sustento necesario para mantenerlo en el aire.

La gravedad se opone a la elevación y empuja el avión hacia abajo. La gravedad está relacionada con la masa, por lo que si el avión tiene más masa, caerá más rápido. La clave es crear más sustentación debajo de las alas que la gravedad. Es por eso que aún puede tener un avión muy pesado, como un airbus, pero aún así mantenerlo en el cielo. Estos planos están diseñados para que la fuerza debida al levantamiento sea mayor que la fuerza debida a la gravedad.

Entonces, ahora sabemos qué es lo que mantiene a un avión en alto, pero ¿qué lo impulsa hacia adelante? Las dos fuerzas que actúan horizontalmente sobre el avión son el empuje y la resistencia del aire. El empuje es la fuerza que impulsa el avión hacia adelante. En nuestro experimento, la fuerza proporcionada por su brazo para lanzar el avión fue impulsada. La resistencia del aire es la fricción proporcionada por el aire y esto retiene el avión. Las formas más aerodinámicas y suaves, como un cilindro con un extremo cónico, tendrán menos fricción y, por lo tanto, menos resistencia al aire.

Ahora que conoce la ciencia, retroceda e intente hacer otro plano que tenga en cuenta todas estas fuerzas. ¿Puedes construir un avión aún mejor?